ups电源电气测试理论与性能分析研究

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1、UPS电源电气测试理论与性能分析研究第一章绪论1.1课题与选题背景当今时代，随着社会进步、经济发展，计算机技术发展迅速，电力、航天、银行、通信等各种行业都涉及到计算机。然而随着现代制造业的发展，供电网络中负载日益增大、结构复杂等问题逐渐产生，阻碍正常供电的因素越来越多。如外界雷电、供电网络内部的接触不良都会使供电功能受影响。且供电网络内部器件发出的噪声、大型制造业用电设备的启停变化以及大型可控设备（电力类）应用范围的扩大都会使交流正弦波的供电质量大打折扣[1]。而银行清算中心、通信网管中心、互联网数据交换中心、证券交易中心等部门对用电设备需求

2、的是一种无中断时间且抗干扰能力强的供电电源，因此，需要迫切地寻求一种纯净的电源。在这种情况下，UPS（UninterruptiblePowerSupply）应运而生。它是确保供电系统高效稳定运行的重要设备。在市电异常时，可以通过UPS电源内部的电源给用电负载供电，提供无中断时间的交流电，不但可以使负载避免受到低压或者高压冲击的损害，还可以保护负载（免受电路问题、外界温度过高的冲击），保证供电网络中的数据正确、高效、连续的传输，使用户负载拥有一个安全、稳定、可靠的运行环境[2]。大量实践结果证明，保证所有用户拥有一个高效、安全用电环境的重要因素

3、之一是UPS电源供电系统能够提供高质量的电源。因此，对UPS电源的研究逐渐成为研究学者的重点课题，特别是研究高质量和高可靠性的UPS电源。在UPS电源日趋重要的同时，其出厂前的电气性能检测也成为人们研究的重点，受到相关专家和学者的高度关注。各UPS电源生产商为了确保UPS电源质量，提高其竞争力，都在UPS电源的出厂前电气性能检测和数据综合分析环节上下了大量工夫。20世纪80年代以来，市场上各种企业、著名品牌陆续推出了各式各样的电源检测产品，其种类繁多，功能也各不相同，有一部分只对电源内部的电池性能进行检测，有一部分产品的检测数据不完整，只能检

4、测局部的数据；有的产品不利于采集检测数据，有一部分只是检测UPS电源的容量和余量，另一部分产品功能过多，价格却特别昂贵等[3]。对于需要大量检测电气测试数据和综合性能分析的UPS电源厂家来说，这些产品就不能满足其要求。1.2UPS电源的研究发展状况20世纪50年代，UPS电源最开始出现，但它在市电掉电后供电维持的时间很短，一般来说不会超过10秒，且噪声较大，是通过使用飞轮等惯性系统控制输出电压保持稳定[4]。根据每个时代应用的角度不同，将UPS的发展分为三个时期[5]。第一时期是从20世纪50年代到20世纪70年代，当市电掉电时，只能充当保护

5、负载的硬件设施。第二时期是从20世纪70年代到20世纪80年代，当市电掉电时，可以记录并且保存负载在正常运行时的大量网络数据。第三时期是从20世纪80年代开始，可以在市电掉电或者异常等情况下确保供电网络给负载正常供电。随着网络技术的发展、信息高速化的进程和精密加工产业时代的到来，大众对UPS电源的需求日渐强烈。当前，UPS的发展状况具有以下特点[6]：智能化发展的UPS。由于UPS的功能是在市电断电时能够正常供电，因此UPS电源一般都需要长期无间断的工作，而对运行环境下的UPS各种数据检测和故障的发现以及快速处理，减少UPS的故障事故，减少断

6、电时间，使之成为真正的不间断电源，是UPS电源生产厂家的重点研究对象。在计算机（工控机）网络的各种监控软件上对UPS电源进行运行状态监控，对实时数据（输入输出电压、机箱内温度）进行记录和分析，并且在远程网络终端对UPS电源进行控制，实现其自动控制。在市电异常时，可以自动发出报警信号，同时保存用电负载正在运行的数据。第二章UPS电源电气测试系统总体方案设计2.1UPS电源电气测试系统工艺流程UPS电源电气测试系统是检测已生产好的UPS电源是否达到质量要求，是UPS电源出厂前的重要工序，它需要能够准确地检测出UPS电源是否合格。其主要生产流程是：

7、首先将完成生产的UPS电源进行检测，检测内容包括市电空载输出电压、直流开机输入电压、直流开机输出电压、市电带载输出电压、整流带载输出电压、机箱内温度、电源逆变输出时直流低警告点以及关机点，并且将检测值与标准值进行比较，若与标准值一致则说明UPS合格，将数据记录在SQL数据库中；若检测值与标准值不一致，则UPS电源不合格，不能出厂，要进行重新生产。在检测时，如果发现存在较大异常，立即断开所有输入。UPS电源系统作为输入电源和用户负载之间的桥梁，可以使用户负载免受电网异常的干扰，提供安全、稳定的运行。在市电断开后，UPS电源可以将内部电池能量提供

8、给负载，从而继续一段时间的供电，本文所研究的UPS电源在设计上采用了数字控制技术，可以输出纯净、安全、稳定的电压，拥有先进的网络管理功能[23]。2.2目前UPS电